Question

拋物線y=ax²+bx+c（a＜0）交x軸于點(diǎn)A（-1，0）、B（3，0），交y軸于點(diǎn)C，頂點(diǎn)為D，以BD為直徑的⊙M恰好過(guò)點(diǎn)C．
（1）求頂點(diǎn)D的坐標(biāo)（用a的代數(shù)式表示）；
（2）求拋物線的解析式；
（3）拋物線上是否存在點(diǎn)P使△PBD為直角三角形？若存在，求出點(diǎn)P的坐標(biāo)；若不存在，說(shuō)明理由．

Answer 1

【答案】分析：（1）點(diǎn)A（-1，0）和B（3，0）一定關(guān)于拋物線的對(duì)稱(chēng)軸對(duì)稱(chēng)，因而函數(shù)的對(duì)稱(chēng)軸是x=1，把x=1代入拋物線的解析式就可以求出D的坐標(biāo)；
（2）過(guò)點(diǎn)D作DE⊥y軸于點(diǎn)E，易證△DEC∽△COB，根據(jù)相似三角形的對(duì)應(yīng)邊的比相等就可以求出a的值．從而求出拋物線的解析式；
（3）本題應(yīng)分∠BPD=90°，∠DBP=90°，∠BDP=90°三種情況進(jìn)行討論．第一種情況P就是滿(mǎn)足條件的點(diǎn)．
第二種情況中，過(guò)點(diǎn)P₂作P₂R⊥x軸于點(diǎn)R，由△BP₂R∽△DBH就可以求出．
第三種情況，設(shè)DP₃的延長(zhǎng)線交y軸于點(diǎn)N，可證△EDN∽△HDB，求出直線DN的解析式，就可以求拋物線與直線DN的交點(diǎn)．
解答：解：（1）（方法一）由題意：設(shè)拋物線的解析式為y=a（x+1）（x-3）
∴y=ax²-2ax-3a=a（x-1）²-4a，
∴點(diǎn)C（0，-3a），D（1，-4a），
（方法二）由題意：，
解得．
∴y=ax²-2ax-3a（下同方法一）；

（2）（方法一）過(guò)點(diǎn)D作DE⊥y軸于點(diǎn)E，易證△DEC∽△COB
∴∴
∴a²=1．
∵a＜0，
∴a=-1．
故拋物線的解析式為：y=-x²+2x+3．
（方法二）過(guò)點(diǎn)D作DE⊥y軸于點(diǎn)E，過(guò)M作MG⊥x軸于點(diǎn)G，
設(shè)⊙M交x軸于另一點(diǎn)H，交y軸于另一點(diǎn)F，可先證四邊形OHDE為矩形，則OH=DE=1，再證OF=CE=-a，
由OH•OB=OF•OC得：（-a）（-3a）=1×3，
∴a²=1；（下同法一）

（3）符合條件的點(diǎn)P存在，共3個(gè)
①若∠BPD=90°，P點(diǎn)與C點(diǎn)重合，則P₁（0，3）（P₁表示第一個(gè)P點(diǎn)，下同）
②若∠DBP=90°，過(guò)點(diǎn)P₂作P₂R⊥x軸于點(diǎn)R，
設(shè)點(diǎn)P₂（p，-p²+2p+3）
由△BP₂R∽△DBH得，，
即，
解得或p=3（舍去）
故
③若∠BDP=90°，設(shè)DP₃的延長(zhǎng)線交y軸于點(diǎn)N，可證△EDN∽△HDB，
求得EN=，
∴N（0，）．
求得DN的解析式為，
求拋物線與直線DN的交點(diǎn)得P₃（），
綜上所述：符合條件的點(diǎn)P為（0，3）、、（）．
點(diǎn)評(píng)：本題是二次函數(shù)與圓以及相似三角形相結(jié)合的題目，難度較大，利用數(shù)形結(jié)合有利于對(duì)題目的理解．